Cultura técnica, patologias e repairbusiness (Análise)

O engº Joaquim
Rodrigues com um
colega da área de
geotecnia nos EUA.
Cultura é aquele estado de conhecimentos que todos desejam e se interessam em alcançar, de preferência com um pequeno toque de mágica. Mas, o que será a cultura? Nos dicionários define-se como
“acervo intelectual”, como “conhecimento em um domínio particular” e até como “um conjunto de
estruturas sociais, religiosas etc, além de manifestações artísticas ou tecnológicas que caracterizam
uma sociedade”. Ampliando a pesquisa, descobrimos também que cultura significa “comportamento e
atitudes que predominam e caracterizam o funcionamento de um grupo ou organização”. Analisando
esta definição, especificamente, vemos que cultura tem a ver não somente com a forma com que
técnicos e engenheiros vêem sua empresa, ou na que trabalham, mas também como dirigem e ensinam
as gerações que lá chegam e que se sucedem. Criar cultura não é fácil e muito menos barato, mas traz
enormes dividendos.
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O IPACON ajuda você a tocar sucessos
Recuperar exige conhecimentos profundos de enge-
construção. Por que? Porque existirá uma ou mais
nharia. Cada obra de recuperação é um caso específi-
causas que tornarão o trabalho específico e tipicamente
co que exige paciência para descobrir a causa e
tecnologia para aplicar a solução verdadeira. Efetivamente, uma obra de recuperação não pode
e não deve ser encarada como uma obra de
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de recuperação. É por isso que cada vez mais clientes procuram o Instituto de Patologias da Construção - IPACON para informações, consultorias
e gerenciamento de obras de recuperação.
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O engº Sílvio Andrade, comercial da ROGERTEC e o engº Joaquim
Rodrigues a bordo de uma plataforma da PETROBRÁS.
Como fundador e diretor da editora THOMASTEC, de seu principal produto, a RECUPERAR e da ROGERTEC, empresa de
importação e comércio, necessária e vital à
sobrevivência e ao sucesso desta revista,
convivi com incertezas, dificuldades e os
altos e baixos que todo e qualquer empresário passa ao abrir um negócio. Alguns
O engº Joaquim Rodrigues em Copenhagen atrás de informações sobre proteção catódica para o concreto armado. Copenhagem é uma das cidades onde se
vê grandes serviços de tratamento da corrosão via proteção catódica.
meses após a fundação destas empresas,
em 1994, percebemos que algo de muito
especial tinha sido criado: uma cultura técnica super especializada em
que o produto final realmente interessava e, o mais importante, gerava opinião precisa, inteligente e atualizada. Características
até então inexistentes no mercado dos tratamentos pós construção. Era a cultura do
conhecimento profundo, onde física,
química, eletroquímica, biologia, matemática etc, são parte integrante dos
porquês, da boa técnica, das soluções verdadeiras. Era a cultura da
patologia das construções. Since-
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ramente, acho que, após 10 anos de estrada, foi dado um tremendo start num negócio de grande sucesso que, efetivamente,
originou a criação de uma forte e verdadeira indústria: o repairbusiness.
Os desafios
Provavelmente, nenhum outro negócio, no
mercado da construção, depara com tamanha gama de desafios que, no final das contas, define um perfeito e sublime estado
cultural que permite, ao técnico ou engenheiro, decidir situações com nível de certeza até então inalcançável. Evidentemente
todas as organizações possuem cultura própria, de uma ou de outra maneira. A questão é que, para uma organização criar uma
cultura própria e operá-la eficientemente,
torna-se necessária muita pesquisa e visão,
em todos os setores pertinentes.
Assentando fundações
O engº Joaquim Rodrigues no que sobrou do prédio Areia Branca que ruiu em Recife recentemente.
Para entender como desenvolver cultura em
uma empresa, gostaria de abrir a cortina de
nossa história, que começou no início dos
anos 80. Sempre fui dado a desafios, mesmo
quando trabalhava em uma importante empresa de consultoria e serviços especializados de recuperação. O trivial, a receita pronta me incomodavam porque ciclicamente res-
surgiam problemas anteriormente “tratados”. Como explicá-los? Atribuir a culpa apenas
à mão de obra? Desejava mos-
Mais uma tragédia anunciada
Estávamos fechando esta edição da RECUPERAR e eis que mais uma edificação vinha ao
chão. Desta vez em Recife. É preciso deixar
claro que cabe ao síndico deligenciar e zelar
pela prestação dos serviços necessários à manutenção do prédio (art. 1348 - V - Código Civil
Brasileiro). Nas edificações, os problemas são
sintomáticos. Os dias, meses ou anos de indícios, presságios e sintomas evidenciados pela
edificação antes da tragédia, infelizmente, de
nada serviu e as medidas tomadas foram to-
talmente inócuas para a estrutura. O resultado
todos já sabemos. Agora é correr atrás de pistas que levem às causas. Sempre que o síndico
encontrar problemas estruturais em sua
edificação deve, imediatamente, contactar um
engenheiro patologista para diagnosticar a(s)
causa(s). Daí partir imediatamente para a solução. Sair procurando pela construtora que executou a obra, geralmente incorre em perda de
tempo, seja devido ao fato de não mais existir
ou, o que é também comum, mostrar-se crimino-
samente desinteressada. Caso a própria assembléia não autorize o serviço há um dispositivo legal que diz: “As obras de recuperação
necessárias podem ser realizadas por qualquer
condômino, independentemente de autorização, omissão ou impedimento do síndico (art.
1341 - inc. II parágrafo 1ª - Código Civil Brasileiro). Diz ainda o Código: parágrafo 4º: O
condômino que realizar obras de recuperação
estrutural necessárias será reembolsado das
despesas que efetuar...
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O engº Sílvio Andrade e esposa, o engº Joaquim Rodrigues com a esposa e o engº Flávio Caseres no
stand da ROGERTEC no IV Simpósio Brasileiro sobre Pequenas e Médias Centrais Hidrelétricas no
município de Porto de Galinhas, Recife.
trar que as soluções, pelo menos as que estavam em nosso mercado, já não eram mais
suportáveis. Desejava novos rumos. Era preciso buscar soluções que realmente pudes-
sem ser discutidas, de maneira inteligente, à
luz da ciência, para uma área que estava para
surgir entre nós: a patologia das construções.
A solução foi entrar no mercado internacional não pelas portas das grandes empresas fornecedoras de produtos para recuperação, mas sim pela porta dos institutos e
empresas independentes de pesquisa da
própria área. O objetivo era entender como
se desenvolviam produtos e tecnologias
para o repairbusiness. O mapa da mina, o
caminho para desvendar o que, efetivamente, poderia e deveria ser a fonte das soluções verdadeiras, ou apenas mais um produto para a prateleira era e continua
sendo por ali. O caminho da compreensão e do conhecimento
está, sempre, na pesquisa e na
cabeça das pessoas ligadas, direta ou indiretamente, a ela. Pessoas simples com experiência de obra e mercado, com
conhecimento técnico e imaginação para
criar soluções com total compatibilidade e
que verdadeirametne funcionem.
Tínhamos conhecimentos de obra e de mercado, porque passamos anos com a mão na
massa da recuperação, tanto leve quanto
pesada. Nossa imaginação, entusiasmo e
instintos projetou um canal muito amplo de
continua na pág. 10
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as da Construção, IPACON, na medida que
funcionava não apenas como um estabelecimento de criação de uma revista mas
sim como um local onde chegavam, diariamente, dezenas de solicitações, perguntas, questionamentos. Onde, verdadeiramente, discutiam-se problemas, promoviam-se debates, encontros e quando algumas mesas já davam lugar a equipamentos para testes. Enfim, o local merecia uma
transformação natural para que pudesse
dar vazão àquilo que gerava.
A pedidos, pretendemos, em breve, abrir
nosso ambiente para cursos de especialização e mestrado, em parceria com universidades. Inclusive com cursos à distância.
Palestra oferecida pelo engº Joaquim Rodrigues.
possibilidades para desenvolver um trabalho inteligente de criação, divulgação e fornecimento de tecnologia. Foi o que começou há exatos 10 anos, nos meses de setembro e outubro de 1994.
Patologia em marcha
Cultura é um processo intensivo
que requer busca, dedicação,
fidelidade, compromisso e seriedade. A busca ou a pesquisa é
uma atividade totalmente assentada no
princípio do amor. No ambiente dos negócios entretanto, amor significa paciência e
dedicação. Contactar pessoas, no mundo
todo, seja em laboratórios de universidades, em empresas que desenvolvam tecnologia ou consultoria, com
o objetivo de buscar soluções,
questioná-las e testá-las requer amor.
Em 1998, a editora Thomastec
dava lugar ao Instituto de Patologi-
REFERÊNCIAS
• Joaquim Rodrigues é engenheiro civil, membro de diversos institutos nos EUA, em assuntos de patologias da construção. É editor e
diretor da RECUPERAR, além de consultor
técnico de diversas empresas.
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Patologia das construções é a especialidade da engenharia civil responsável, em grande parte, pelos fundamentos científicos da
prática construtiva. Se não, vejamos.
É a especialidade que estabelece a ponte
entre as cadeiras básicas e as cadeiras aplicadas, exigindo do especialista conhecimentos teóricos e práticos ao mesmo tempo amplos e profundos. Nisto está seu fascínio,
já que o especialista pode ter atuação muito abrangente, seja como pesquisador ou
engenheiro engajado em diagnosticar pro-
blemas construtivos. Seu mercado está em
contínuo desenvolvimento, como conseqüência das investigações dos problemas
construtivos e dos avanços tecnológicos
correlatos que se ampliam a cada dia.
O patologista das construções
No passado, o engenheiro civil tocador de
obras, ao ter um problema em sua obra adaptava uma técnica construtiva para ver-se
livre do incômodo ou apelava a técnicos
ou engenheiros de grandes empresas fornecedoras de materiais de construção para
indicar o “material adequado”.
Hoje, tudo isto mudou. O patologista das
construções tem cadeira própria nas universidades e muita literatura específica que
o torna auto suficiente, podendo solucionar problemas de fundações, discutir com
calculistas a melhor técnica de reforço estrutural e diagnosticar o enigma de uma pintura nova que começou a ter bolhas na superfície.
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A técnica do eco-impacto (SEI) é um dos vários testes não destrutivos
utilizados pelo IPACON para investigar a condição, as propriedades e a
qualidade do concreto. O SEI emprega ondas de tensão transientes e sua
reflexão para detectar, localizar e classificar falhas no concreto.
O patologista das construções, hoje, é parte integrante de qualquer tipo de obra civil
ou industrial, principalmente as mais arrojadas. Sua opinião, efetivamente, implica em
economia de tempo e dinheiro, para a obra
e para o cliente, para curto, médio e longo
prazos.
O enorme desenvolvimento apresentado na
ciência do concreto, nestes últimos dez
anos, nos métodos de avaliação petrográ-
ficos, nos métodos clínicos de análises de
materiais da construção, na utilização da
espectroscopia do infravermelho para a determinação da estrutura molecular e identificação qualitativa e quantitativa das espécies químicas componentes dos materiais
aplicados em uma obra, além da microscopia eletrônica de varredura como ferramenta
de análise dá, ao patologista da construção,
a precisão que seu diagnóstico necessita.
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As modernas técnicas hoje utilizadas na
análise das mudanças dimensionais dos
materiais, as técnicas miniaturizadas onde
se minimiza os gradientes térmicos, da umidade e dos esforços mecânicos atuantes,
aliados ao mais íntimo conhecimento da
estrutura dos poros ou interstícios dos
materiais, principalmente da matriz cimentícia do Portland permitem, ao patologista,
dar saltos pirotécnicos na direção do perfeito diagnóstico.
O processo de recuperação do concreto
Infiltrações, recalques, deformação excessiva, desgaste, desplacamentos,
desintegração, trincas etc.
A técnica NDT
O uso da técnica não destrutiva, NDT,
do inglês nondestructive testing, para a
análise do concreto como de outros materiais da construção é relativamente
nova, se considerarmos a moderna e
enorme gama de aparelhos que permitem
ao técnico ou engenheiro, tanto quantificar como qualificar um enigma. A técnica NDT é de uso freqüente pelo patologista da construção que, geralmente, emprega dois tipos principais de equipamentos: o primeito tipo para testes sônicos e da velocidade de pulso, que envolvem a determinação da freqüência de
ressonância e a média da velocidade da
“viagem” do pulso compressivo, através do concreto ou outro material de
construção. Incluem-se nesta categoria,
também, os testes com ondas de tensões
para identificar defeitos localizados (descontinuidaes) ou generalizados. O segundo tipo, o mais genérico, inclui testes que estimam a resistência, além de
outras propriedades, através da dureza
superficial, da penetração, do arrancamento e de métodos combinados.
O patologista e a corrosão
Corrosão significa bilhões de reais gastos anualmente. Quer mais? Corrosão é o
maior fator contribuidor da deterioração
de indústrias, portos e pontes no Brasil e
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O IPACON está associado a diversos
centros de pesquisa onde testa-se a
real situação das peças estruturais.
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trave para o profissional patologista, que
prega o diagnóstico precoce, o tratamento eficiente com proteção catódica e o
posterior monitoramento. Estas três medidas, além de serem totalmente viáveis
financeiramente ao engenheiro e/ou ao
proprietário da obra, são a melhor resposta ao círculo vicioso inesgotável dos caros processos de corrosão em estruturas
de concreto armado-protendido.
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Para ter mais
informações sobre
Análise.
REFERÊNCIAS
• Carlos Carvalho Rocha é engenheiro civil,
especialista em serviços de recuperação.
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em todo o mundo. O conhecimento profundo do fenômeno da corrosão e seu
controle é, inquestionavelmente, de todos, o maior desafio do patologista da
construção. A mistificação enraizada dos
tratamentos tradicionais à base de massas pré-fabricadas, sejam com polímeros,
inibidores de corrosão e com alto teor de
cimento, mais os adesivos epóxicos ricos
em zinco, além de promoverem barreiras
caras sobre o aço com presença de corrosão, prejudicam ainda mais as armaduras
estruturais, produzindo benefícios fictícios e aumentando o processo de corrosão (veja RECUPERAR nº 53). Este processo mistificador, que nasceu há 50
anos, com o início do advento exponencial da corrosão no concreto armado, isento de qualquer conhecimento e massa crítica, felizmente deixou de ser o maior en-
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Com a inserção de semi-pilhas permanentes é
possível monitorar o estado de corrosão das
estruturas. Rumo às estruturas inteligentes.
Poucos engenheiros civis entendem suficientemente de eletroquímica para opinarem sobre corrosão no concreto armadoprotendido. E não é só no Brasil. Este grosso contingente não abre mão da conseqüente lógica técnica universal: a de fazer
uso de materiais tidos como milagrosos em
obras de recuperação de estruturas. Tudo
bem, quando falamos de edificações residenciais, onde invariavelmente o diagnós20
tico da corrosão baseia-se no “ver para
crer”. Mas em instalações industriais ou em
estruturas em contato com a água, principalmente a salgada, o “ver para crer” é idiotice porque é inevitável o estado de corrosão. E com ele a interrupção do sistema e o
prejuízo.
No moderno mundo dos negócios, empresas não podem parar por problemas de corrosão, principalmente as motivadas por
Semi-pilhas permanentes.
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O melhor amigo do dono
da empresa de recuperação.
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paralizações não programadas. Isto porque
existem mecanismos que detectam e controlam todo e qualquer processo de corrosão, seja a nível de projeto, seja na fase
operacional ou mesmo após serviços
de “recuperação estrutural”.
Monitorar a corrosão
A análise em laboratório de semi-pilhas
permanentes garante a eficiência destes
equipamentos no controle da corrosão.
Significa obter dados para a análise do
comportamento do aço dentro de estruturas de concreto armado-protendido facilmente contaminadas pelo ambiente circundante industrial ou offshore. Estes
dados, na forma de potenciais, informam
o comportamento do aço frente ao desenvolvimento de possíveis estados de cor-
rosão. O aço, uma vez em contato com a
solução presente nos vazios e capilares do
concreto, forma uma semi-pilha eletroquímica, com direito a ter potenciais próprios
(voltagem). Para se analisar estes potenciais necessitar-se-á introduzir um dispositivo semelhante chamado semipilha de referência. Um exemplo típico é a semi-pilha CPV-4 portátil, formada por um eletrodo de cobre imerso em uma solução de sulfato de cobre. Sua
utilização implica na formação de uma diferença de potencial com o aço, o que indicará
o estado de corrosão deste último. O Instituto de Patologias da Construção (IPACON)
dispõe de apostila específica sobre o uso da
semi-pilha para verificação dos potenciais
Obra típica para o uso da semi-pilha permanente, após os serviços de tratamento da
corrosão, recuperação/reforço estrutural.
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de corrosão, além da norma ASTM C-876,
fornecida gratuitamente pela internet.
As semi-pilhas portáteis, como a CPV-4, são
usadas de forma corriqueira para a rápida
verificação dos potenciais de corrosão.
Modernamente, em estruturas importantes
como as industriais ou as construídas em
ambiente marítimo, utilizam-se as semi-pilhas permanentes, que permitem leituras
permanentes e a longo prazo.
A semi-pilha permanente (SPP)
Conceitualmente, o monitoramento de uma
estrutura com a instalação de SPPs estabelece um nível de estrutura chamada de
inteligente que, idealmente, revelará quando e onde a ação corretiva será realizada,
de forma precisa e econômica.
As SSPs ideais são a de prata-cloreto de prata/cloreto de potássio (Ag/AgCl/Kcl) e a de
cobre-sulfato de cobre (Cu - CuSO4) usadas
em estruturas de concreto armado-protendido há mais de 30 anos, com absoluto sucesso, pois são absolutamente estáveis.
A seleção dos pontos para a instalação das
SPPs é de particular interesse pois, de um
modo geral, deverão ser instaladas nas regiões onde a corrosão seja mais provável
As semi-pilhas permanentes, são oferecidas em diversos
tamanhos, para todo tipo de estrutura,
inclusive para peças de fundação enterradas.
ou severa. Esta escolha, geralmente, cai
naquelas regiões onde o meio ambiente é
crítico e deverá levar em conta os princípios básicos da corrosão no concreto armado-protendido. Por outro lado, engenheiros e técnicos têm como hábito usar arga-
massas ou grouts pré-fabricados
em serviços de “recuperação estrutural”, o que é danoso para qualquer sistema eletroquímico. Isto porque
estas massas contém polímeros como látex, estireno butadieno, acrílico, plastifican-
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POSIÇÃO PARA A INSTALAÇÃO DA SPP
tes diversos, assim como fumo de sílica,
materiais com alta resistividade elétrica,
para não dizer isolantes eletroquímicos.
Portanto, não podem e não devem ser usa-
dos. Em seu lugar, dever-se-á usar argamassas ou micro concretos representativos do concreto original, aditivados com
ATIVADOR ELETROQUÍMICO G.
A caixa 4”x2”, de plástico, que ficará instalada na superfície do concreto da peça estrutural receberá o fio da SSP e o fio de
ligação à armadura. A ligação do terminal
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ continua na pág. 26
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Os diferentes tipos de semi-pilhas e seus respectivos
valores que determinam o estado de corrosão.
ligado à armadura é feita a cerca de 50cm da instalação da
SPP. A instalação é feita tanto
furando-se a armadura (~Ø3mm),
abrindo-se rosca e instalando-se um
pequeno parafuso, como soldando-se um
fino cabo elétrico à armadura. Este fio deverá ser isolado eletricamente e conduzido
para a caixa 4"x2" instalada junto a SPP.
Claro que toda a armadura na vizinhança
deverá ser testada quanto a condutividade
elétrica.
A superfície do concreto deverá ser testada
quanto a presença de carbonatação e contaminação por cloretos, sulfatos e nitratos.
A contaminação do concreto induz processos acelerados de corrosão. O Instituto de
Patologias da Construção fornece gratuitamente, via internet, a norma NACE sobre o
uso de semi-pilhas permanentes.
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Para ter mais
informações sobre
Corrosão.
REFERÊNCIAS
• Michelle Batista é química.
• Ansuini, F.J., and J.R. Dimond. “Long-Term
Stability Testing of Reference Electrodes for
Reinforced Concrete”.
• Arup, H., and B. Sorensen. “A New Embeddable reference Electrode for Use in Concrete”.
• ASTM C 876 (last revision), “Standard Test
Method for Half-Cell Potentials of Uncoated Reinforcing Steel in Concrete” (West
Conshohocken, PA: ASTM.
• ASTM G 3 (last revision). “Standard Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing”. West Conshohocken, PA: ASTM.
• Bazzoni, B, and L. Lazzari. “Interpretation
of Potential Mapping on Bridge Decks for
Reinforcement Corrosion Prediction”.
• Bennett, J.E. and T.A. Mitchell. “Reference
Electrodes for Use with Reinforced Concrete
Structures”.
• Berkeley, K.G.C., and S. Pathmanaban. Cathodic Protection of Reinforcement Steel in
Concrete.
• Broomfield, J.P., Corrosion of Steel in Concrete: Understanding, Investigation, and Repair.
• Caton, R.D. Jr. “Reference Electrodes”. Journal of Chemical Education.
• Clean, K.C. Unpublished work conducted under Strategic Highway Research Program Contract C-102A.
• Glasstone, S., and D. Lewis. Elements of Physical Chemistry. New York, NY.
• Ives, D.G., and G.J. Janz. Reference Electrodes: Theory and Practice. New York, NY.
• J.E. Bennett, et al., “Electrochemical Chloride Removal and Protection of Concrete Bridge Components: Laboratory Studies”, Report
No. SHRP-S-657.
• Morgan, J.H. Cathodic Protection, 2nd ed.
Houston, TX.
• Myrdal, R., and K. Videm. “Evaluation of Corrosion of Steel Reinforcement in Concrete
from Potential Measurements of Embedded
Reference Electrodes”.
• NACE Standard RP0290 (last revision), “Cathodic Protection of Reinforcing Steel in Atmospherically Exposed Concrete Structures”.
• Page, C.L., and P.J. Cunningham. “Electrochemical Methods of Corrosion Monitoring
for Marine Concrete Structures”.
• Pastore, T., P. Pedeferri, M. Tettamanti, and
J.T. Redding. “Potential Measurements of Steel in Concrete Using Membrane Probes”.
• R.F. Stratfull, “Corrosion of Steel in a Reinforced Concrete Bridge”, Corrosion.
• R.F. Stratfull, “Progress Report on Inhibiting
the Corrosion of Steel in a Reinforced Concrete Bridge”. Corrosion.
• Tinnea, J.S. “Rebar Corrosion”. Materials
Performance 26.
• Unz, M. “Interpretation of Surface Potentials on Corrosion Tests, in Particular Steel
Embedded in Concrete”. Israel Journal of Technology4.
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RECUPERAR • Setembro / Outubro 2004
A introdução de elementos rígidos verticais em torno de uma
fundação, formando uma espécie de cortina, cria um núcleo de
solo confinado incapaz de sofrer deformação lateral, ao mesmo tempo que promove o aumento da capacidade portante e a
redução/eliminação de recalques. Esta técnica de reforço de
fundações também é empregada para reforçar estacas, com
excelentes resultados.
Aproximação teórica
30
Inicialmente iremos supor que a cortina formada pelas colunas do grouting sejam suficientemente longas, de RECUPERAR
modo a • Setembro / Outubro 2004
Terrenos perigosos...
...COMPACTION GROUTING
SOLOMAX GROUT
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Figura 1 - Rutura em bloco ao formar-se um núcleo rígido sob a fundação,
aumentando sua profundidade efetiva.
Figura 2 - Cortina em terreno coesivo.
Figura 3 - Cortina em terreno granular.
Figura 4 - Cortina trabalhando à flexão.
Desenvolvimento sob a fundação da ruína por esforço cortante
Observando-se o solo, durante a aplicação
de uma carga, por meio de um modelo de paredes de vidro, observar-se-á que a ruína ocorrerá em 3 etapas. Na primeira, o solo situado
sob a fundação é forçado para baixo formando-se uma cunha (a). Na segunda, o solo em
torno do perímetro da fundação separa-se e
a superfície do esforço cortante propaga-se
para fora, desde o vértice da cunha (b). Se o
solo for muito compreensível, tolerando grandes deformações sem ocorrência de fluência,
o estado de ruína fica circunscrito a duas zo-
nas em forma de leque, caracterizando o esforço cortante local. Na terceira, a fundação
desloca-se para baixo com um pequeno aumento da carga. Se o solo for mais rígido, a
zona do esforço cortante propaga-se para
fora, até formar-se uma superfície contínua
de ruína que se extende até a superfície do
terreno, levantando-se (c). Esta patologia
chama-se ruína generalizada por esforço cortante. A ruína pode não ser simétrica, o que
é incomum mas, invariavelmente, leva ao colapso da estrutura (d).
excluir a possibilidade de rutura em bloco,
já que, neste caso, o reforço seria equivalente ao aumento da profundidade do elemento de fundação, de acordo com o mecanismo da figura 1. Excluindo-se, portanto,
esta possibilidade, as colunas ficariam apenas submetidas a flexão e corte. Caso o solo
seja suficientemente rígido, predominará o
efeito da resistência ao corte, com uma força cizalhante próxima à superfície de rutura, muito embora poderá supor-se que, com
GLOSSÁRIO
Cisalhamento – conjunto de fenômenos de deformação que ocorrem quando, numa massa de
solo, há uma tensão de cisalhamento, isto é, quando forças que atuam sobre a massa provocam o
escorregamento de planos vizinhos uns sobre os
outros. Estas forças atuantes são chamadas cortantes e a deformação imposta é chamada de cisalhamento.
Resistência ao cisalhamento – todo solo rompe por cisalhamento. A resistência ao cisalhamento
é uma combinação de coesão e atrito interno. A
coesão relaciona-se a adesão entre partículas do
solo. É significante em solos argilosos e zero em
solos granulares ou arenosos. O ângulo de atrito
interno (Ø) tem a ver com a aspereza entre partículas e com a aplicação de uma carga normal,
estando relacionada à equação de Coulomb: resistência ao cisalhamento = coesão + tensão normal
x tang Ø.
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RECUPERAR • Setembro / Outubro 2004
a inclusão das colunas, a superfície será
modificada. Para o caso de uma argila, a
resistência ao corte das colunas somar-seá à coesão resultante segundo a superficie
de rutura da figura 2.
Utilizando-se o modelo padrão para solos
granulares, a resistência da cortina formada atua tangencialmente ao conhecido arco
Figura 6 - Capacidade portante de sapatas reforçadas em solos com atrito.
de espiral logarítimico. O momento estabilizador resultante, referente ao bordo do elemento de fundação, somar-se-á à situação
da capacidade portante (figura 3). Efetivamente, a cortina formada pelas colunas do
grouting modifica a forma da superfície de
rutura. Observa-se que se a cortina é posicionada junto à sapata, com altura sufici-
Pressões devidas ao peso próprio do solo
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Figura 5 - Capacidade portante de sapatas reforçadas, em solo coesivo.
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Escolha do tipo de fundação
GLOSSÁRIO
Tensão normal – é o quociente da força atuante, numa determinada superfície, pela área dessa
superfície. Componente perpendicular da tensão
atuante. É extremamente importante para a resistência ao cisalhamento, no entanto, a pressão da
água nos poros do solo subtrai parte desta carga,
reduzindo a tensão normal. Lembramos que: tensão efetiva (σ’) = tensão normal (σ) – pressão da
água nos poros.
34
des da cortina. O momento flextor originado dependerá também da posição do
engastamento inferior da cortina ou de
sua altura máxima de flexão h, obtida facilmente por uma análise pressão-deslocamento, muito embora h possa estar próximo de 1,5B (solo coesivo sob carga e
sem drenagem) ou compreendido entre 2B
e 3B (solos granulares). As colunas injetadas em torno da sapata modelam-se como
vigas verticais, pois agüentam o tranco da
pressão do solo, impedindo-o de sair, garantindo o efeito cortina, As figuras 5 e 6
mostram os resultados aceitáveis obtidos
instalando-se varas de ferro, em diferentes áreas, após a injeção e a formação das
colunas. Como as colunas do Compaction
Grouting são suficientemente robustas,
admite-se que a colaboração do solo exterior seja mínima, possibilitando uma possível escavação sem perda apreciável da
capacidade portante.
e-mail consulta nº 30
Para ter mais
informações sobre
Solos.
• Jorge Luiz F. Almeida é professor e engº de fundações.
• AZUAR, J.J. (1977). Stabilisation des massifs
rocheux fissurés par barres d’acier scellées. Raport
de Recherche LPC nº 73. Paris..
• HO, C.L., COYNE, A.G. Y CANOU, J. (1997).
Model tests of micropile networks applied to slope
stabilization. Proc. 14th Int. Conf. SM&FE.
Hamburg, 2, 1223-1226.
• HEMSLEY, J.A. (2000). Design applications of raft
foundations. Telford, Londres, 626 p.
• JURAN, I., BAUDRAND, G., FARRAG, K. y
ELIAS, V. (1990). Kinematic Limit Analysis for
Design of Soil-Nailed Structures. J. of Geot. Eng.
ASCE, 116, Jan. 54-72.
• JURAN, I. Y ELIAS, V. (1991). Ground anchors
and soil nails in retaining structures. Foundation
Eng. Handbook. 868-905.
• KURIAN, N.P. Y DEVI, N.C.N. (1997).
Performance of skirted footings in sand. Proc. 14th
Int. Conf. SM&FE. Hamburg, 2, 827-830.
• RECOMMANDATIONS CLOUTERRE (1991).
Presses Ecole Nationale des Ponts et Chaussées.
Paris. 268 p.
• SIMEK, J., SEDLECKY, O. Y. HOLOUSOVA, T.
(1991). The bearing capacity of large-diameter bored
piles extended at the bottom by micropiles. X
ECSMFE, Florencia, vol. II, 551-554.
• Mecânica dos solos e suas aplicações, Homero Pinto
Caputo, volume 2.
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
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ente para ultrapassar a superfície de rutura (>2-3B), o núcleo do solo, sob a sapata, devido ao efeito poisson, dilata contra a cortina de colunas e o terreno periférico, impondo esforços de flexão e mobilizando uma cunha passiva no solo adjacente (figura 4). A cunha passiva não
corresponde exatamente à hipótese de
Rankine, pelo fato dos deslocamentos naquele limite vertical seguirem a lei parabólica. Por outro lado, torna-se necessário comprovar se os deslocamentos necessários para alcançar o estado passivo
superam a flexão máxima tolerável para a
cortina trabalhando à flexão.
Trabalhando à flexão, a pressão lateral de
confinamento proporcionada pela cortina, imediatamente antes do estado de rutura, dependerá de sua deflexão, tipicamente como uma mola. Esta pressão também dependerá, em grande parte, das condições de engastamento das extremida-
REFERÊNCIAS
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